전지
화학 반응, 방사선, 온도 차, 빛 따위로 전극 사이에 전기 에너지를 발생시키는 장치. 일반적으로 널리 쓰이는 것은 화학 반응에 의한 화학 전지로, 충전이 불가능한 일차 전지와 충전이 가능하고 반복하여서 사용할 수 있는 이차 전지가 있다.
<일차 전지>
1회의 방전만이 가능하며 충전으로 재생할 수 없는 1회 사용 전지
건전지, 염화아연형 전지, 알칼리망간 전지, 은전지, 수은전지, 공기전지, 리튬전지 등이 있다.
<이차 전지>
<더블유에프엠>
1.http://www.fnnews.com/news/201804121411314002
화학 반응, 방사선, 온도 차, 빛 따위로 전극 사이에 전기 에너지를 발생시키는 장치. 일반적으로 널리 쓰이는 것은 화학 반응에 의한 화학 전지로, 충전이 불가능한 일차 전지와 충전이 가능하고 반복하여서 사용할 수 있는 이차 전지가 있다.
<일차 전지>
1회의 방전만이 가능하며 충전으로 재생할 수 없는 1회 사용 전지
건전지, 염화아연형 전지, 알칼리망간 전지, 은전지, 수은전지, 공기전지, 리튬전지 등이 있다.
<이차 전지>
화학적 에너지를 전기적 에너지로 변환시켜 외부의 회로에 전원을 공급하기도 하고, 방전되었을 때 외부의 전원을 공급받아 전기적 에너지를 화학적 에너지로 바꾸어 전기를 저장할 수 있는 전지로서, 일반적으로 축전지라고 부른다.
축전지
대표적인 축전지에는 납 축전지, 니켈-카드뮴 전지, 리튬 이온 전지 등이 있다. 납 축전지는 전압이 높지만 부피가 크고 무거워 자동차용으로 사용되며, 니켈-카드뮴 전지는 건전지의 대용으로 사용하며, 리튬 이온 전지는 매우 가벼워 카메라 · 핸드폰 등의 전원으로 사용된다.
사용사례
<2차 전지>
http://www.kidd.co.kr/news/198629
미래 산업동력 ‘재사용 이차전지’, 효율적인 재활용 체인 만든다.
전기자동차의 보급 및 친환경 에너지에 대한 관심이 확대되면서 충전을 통해 재사용이 가능해 주목받고 있는 축전지의 수요가 늘어날 것으로 전망되고 있다. 12일 한국무역협회 도쿄지부는 “대형 영상 기기, 전기·전자 기기, 공조 냉열 기기의 설계 및 제조를 하고 있는 일본 베네크스가 재사용 축전지 시스템과 전기자동차(EV) 10대를 본사 공장에 도입해, 가상발전소(VPP) 구축실정사업에 활용하겠다고 발표했다”고 전해 재활용 축전지 시스템의 활용이 폭넓게 진행되고 있음을 입증했다.
전기차의 전력안정화에 활용하기 위해서는 축전지의 용량 대비 효과의 면에서 실용적인 보급이 필요하지만 현재는 어려운 상황이다. 이러한 배경 하에서 기대를 모으고 있는 것이 전기자동차의 축전지다. 기존에 사용되던 재생 에너지는 변동폭이 커 안정적으로 자동차에 전력을 공급하기 어려웠다.
그러나 전기자동차는 가정 내의 전력저장 역할을 담당할 뿐만 아니라 전기자동차로서의 사용 후에도 조합시켜 이용한다면 ‘정치형 대규모 축전지’로서 이용이 가능하다. 또한 재활용이기에 저렴하다는 이점도 있다. 한 번 사용 후 폐기되는 일차전지와 비교해도 경제적․환경적 이점을 모두 제공한다.
◆ ‘전기자동차→대규모 축전지’로 재활용 체인
이런 흐름에 맞춰 자동차 업체들은 전력계통의 안정화를 가능케 해주는 축전지 개발 및 상용화에 박차를 가하고 있다.
2016년 초부터 독일 다임러와 모빌리티하우스 등 자동차 업체는 중고 전기자동차용 축전지를 재이용한 축전지시스템의 실용화를 위해 13메가와트의 축전지 시스템을 전력계통에 접속해오고 있다.
일본 자동차 제조사인 미쯔비시자동차 및 닛산자동차가 상용화를 추진하고 있으며, 도요타자동차도 프리우스로부터 회수한 니켈수소 배터리를 활용한 정치형 축전지를 판매하고 있다. 또 후지전기는 재사용 축전지 시스템을 상품화해, 내년 4월에 본격적으로 판매를 시작할 계획이다.
미국의 테슬라 모터스도 전기자동차에서 활용한 축전지의 제조능력을 살려 정치형 축전지시스템에 참여하고 있다.
한편 스미토모 상사는 “일본 베네크스가 도입하는 재사용 축전지 시스템은, 이전보다 2배의 발전용량으로 더욱 경제성을 높였다”면서 “전기자동차는 충전시스템과 협력해, 참가하는 VPP 실용화 사업을 통해서 주차 시에 원거리 제어로 최적의 충전시간대를 유도해, 축전지로서 활용할 예정이다. 아울러 향후 스마트 공장 모델 구축을 목표로 진행할 예정”이라고 전했다.
<리튬-황 기반 이차전지>
http://m.post.naver.com/viewer/postView.nhn?volumeNo=14131715&memberNo=6307839&vType=VERTICAL
<태양 전지>
1. 태양 전지 원리
태양전지에 빛을 비추면 내부에서 전자와 정공이 발생한다. 발생된 전하들은 각각 P극과 N극으로 이동하는데, 이 작용에 의해 P극과 N극 사이에 전위차(광기전력)가 발생하며, 이때 태양전지에 부하를 연결하면 전류가 흐르게 된다.
2. 태양 전지 이용
http://m.post.naver.com/viewer/postView.nhn?volumeNo=10214686&memberNo=36405506&vType=VERTICAL
투명 태양전지’ 개발…“美에너지 40% 공급 가능”
집에다 거대한 태양광 패널을 설치하면 생기는 문제는 채광이 어렵다는 것. 그래서 대부분의 집이 태양광 발전기를 지붕에 설치한다. 사실 옥상에 설치된 태양광 발전기가 멋스럽진 않다. 휼륭한 조경 조성에 제약사항일 뿐이다. 그렇다면 태양광 발전기를 햇빛이 비치는 창문에 설치하면 어떨까. 어쩌면 가까운 미래에는 이런 일이 가능할지 모른다.
미시간주립대학(MSU) 연구팀이 창문으로 쓸 수 있는 ‘투명 태양전지’를 개발했다. 주택과 자동차 등 유리창 부착이 필요한 곳이면 어디든 활용할 수 있다. 이 기술은 향후 탈(脫)원전·석유화 정책, 신재생에너지로의 전환 등을 더욱 가속화시킬 것으로 보인다. 연구진은 “미국의 전력 수요를 거의 충족시킬 수 있을 것”이라며 “화석연료 사용을 대폭 줄일 수 있다”고 주장했다.
MSU 재료화학공학과 리처드 런트 교수 연구팀이 창문에 적용할 수있는 투명태양전지재료를 만들었다고 23일(현지시간) 밝혔다. 이 재료는 눈에 보이지 않는 햇빛의 파장을 흡수하는 유기분자를 사용한다.
투명 태양전지에 쓰이는 이 소재는 얇고 단단한 플라스틱과 같다. 그래서 빌딩이나 자동차의 창문, 나아가 스마트폰과 태블릿 야외에서 활용하는 이동형 디지털전자기기에 적용하기에 적합하다.
미국에선 전력수요의 약 1.5%만이 태양 에너지로 생산된다. 연구진은 미국에 유리표면을 다합치면 약 50억~70억㎡에 이를 것으로 추정하며, 투명태양기술이 미국 에너지 수요의 약 40%를 공급할 잠재력을 가지고 있다고 설명했다. 또 이는 크고 부피가 큰 옥상 태양광 장치와 거의 동일한 전력생산량이라고 부연했다.
런트 교수는 “투명태양전지와 옥상에 설치하는 태양광 장치를 정부 지원을 받아 전 가정에 무료로 배포하면 아마 우리 전력수요의 전부(100%)를 확보할 수 있을 것”이라고 말했다.
연구진은 아직 에너지 전환효율이 5%정도이나 연구개발이 진전되면 15~18%도 가능하다고 전망한다.
런트 교수는 "투명태양전지는 옥상에 설치된 태양광 발전기와 비슷한 수준의 전력 생산 능력을 갖췄다고 보면 된다“며 ”앞으로 모바일 전자기기의 효율성을 높이는 등의 추가기능을 제공할 수 있을 것“이라고 강조했다. 이번 연구성과는 국제학술지 네이처 에너지에 게재됐다.
축전지
대표적인 축전지에는 납 축전지, 니켈-카드뮴 전지, 리튬 이온 전지 등이 있다. 납 축전지는 전압이 높지만 부피가 크고 무거워 자동차용으로 사용되며, 니켈-카드뮴 전지는 건전지의 대용으로 사용하며, 리튬 이온 전지는 매우 가벼워 카메라 · 핸드폰 등의 전원으로 사용된다.
사용사례
<2차 전지>
http://www.kidd.co.kr/news/198629
미래 산업동력 ‘재사용 이차전지’, 효율적인 재활용 체인 만든다.
전기자동차의 보급 및 친환경 에너지에 대한 관심이 확대되면서 충전을 통해 재사용이 가능해 주목받고 있는 축전지의 수요가 늘어날 것으로 전망되고 있다. 12일 한국무역협회 도쿄지부는 “대형 영상 기기, 전기·전자 기기, 공조 냉열 기기의 설계 및 제조를 하고 있는 일본 베네크스가 재사용 축전지 시스템과 전기자동차(EV) 10대를 본사 공장에 도입해, 가상발전소(VPP) 구축실정사업에 활용하겠다고 발표했다”고 전해 재활용 축전지 시스템의 활용이 폭넓게 진행되고 있음을 입증했다.
전기차의 전력안정화에 활용하기 위해서는 축전지의 용량 대비 효과의 면에서 실용적인 보급이 필요하지만 현재는 어려운 상황이다. 이러한 배경 하에서 기대를 모으고 있는 것이 전기자동차의 축전지다. 기존에 사용되던 재생 에너지는 변동폭이 커 안정적으로 자동차에 전력을 공급하기 어려웠다.
그러나 전기자동차는 가정 내의 전력저장 역할을 담당할 뿐만 아니라 전기자동차로서의 사용 후에도 조합시켜 이용한다면 ‘정치형 대규모 축전지’로서 이용이 가능하다. 또한 재활용이기에 저렴하다는 이점도 있다. 한 번 사용 후 폐기되는 일차전지와 비교해도 경제적․환경적 이점을 모두 제공한다.
◆ ‘전기자동차→대규모 축전지’로 재활용 체인
이런 흐름에 맞춰 자동차 업체들은 전력계통의 안정화를 가능케 해주는 축전지 개발 및 상용화에 박차를 가하고 있다.
2016년 초부터 독일 다임러와 모빌리티하우스 등 자동차 업체는 중고 전기자동차용 축전지를 재이용한 축전지시스템의 실용화를 위해 13메가와트의 축전지 시스템을 전력계통에 접속해오고 있다.
일본 자동차 제조사인 미쯔비시자동차 및 닛산자동차가 상용화를 추진하고 있으며, 도요타자동차도 프리우스로부터 회수한 니켈수소 배터리를 활용한 정치형 축전지를 판매하고 있다. 또 후지전기는 재사용 축전지 시스템을 상품화해, 내년 4월에 본격적으로 판매를 시작할 계획이다.
미국의 테슬라 모터스도 전기자동차에서 활용한 축전지의 제조능력을 살려 정치형 축전지시스템에 참여하고 있다.
한편 스미토모 상사는 “일본 베네크스가 도입하는 재사용 축전지 시스템은, 이전보다 2배의 발전용량으로 더욱 경제성을 높였다”면서 “전기자동차는 충전시스템과 협력해, 참가하는 VPP 실용화 사업을 통해서 주차 시에 원거리 제어로 최적의 충전시간대를 유도해, 축전지로서 활용할 예정이다. 아울러 향후 스마트 공장 모델 구축을 목표로 진행할 예정”이라고 전했다.
<리튬-황 기반 이차전지>
http://m.post.naver.com/viewer/postView.nhn?volumeNo=14131715&memberNo=6307839&vType=VERTICAL
<태양 전지>
1. 태양 전지 원리
태양전지에 빛을 비추면 내부에서 전자와 정공이 발생한다. 발생된 전하들은 각각 P극과 N극으로 이동하는데, 이 작용에 의해 P극과 N극 사이에 전위차(광기전력)가 발생하며, 이때 태양전지에 부하를 연결하면 전류가 흐르게 된다.
http://m.post.naver.com/viewer/postView.nhn?volumeNo=10214686&memberNo=36405506&vType=VERTICAL
투명 태양전지’ 개발…“美에너지 40% 공급 가능”
집에다 거대한 태양광 패널을 설치하면 생기는 문제는 채광이 어렵다는 것. 그래서 대부분의 집이 태양광 발전기를 지붕에 설치한다. 사실 옥상에 설치된 태양광 발전기가 멋스럽진 않다. 휼륭한 조경 조성에 제약사항일 뿐이다. 그렇다면 태양광 발전기를 햇빛이 비치는 창문에 설치하면 어떨까. 어쩌면 가까운 미래에는 이런 일이 가능할지 모른다.
미시간주립대학(MSU) 연구팀이 창문으로 쓸 수 있는 ‘투명 태양전지’를 개발했다. 주택과 자동차 등 유리창 부착이 필요한 곳이면 어디든 활용할 수 있다. 이 기술은 향후 탈(脫)원전·석유화 정책, 신재생에너지로의 전환 등을 더욱 가속화시킬 것으로 보인다. 연구진은 “미국의 전력 수요를 거의 충족시킬 수 있을 것”이라며 “화석연료 사용을 대폭 줄일 수 있다”고 주장했다.
MSU 재료화학공학과 리처드 런트 교수 연구팀이 창문에 적용할 수있는 투명태양전지재료를 만들었다고 23일(현지시간) 밝혔다. 이 재료는 눈에 보이지 않는 햇빛의 파장을 흡수하는 유기분자를 사용한다.
투명 태양전지에 쓰이는 이 소재는 얇고 단단한 플라스틱과 같다. 그래서 빌딩이나 자동차의 창문, 나아가 스마트폰과 태블릿 야외에서 활용하는 이동형 디지털전자기기에 적용하기에 적합하다.
미국에선 전력수요의 약 1.5%만이 태양 에너지로 생산된다. 연구진은 미국에 유리표면을 다합치면 약 50억~70억㎡에 이를 것으로 추정하며, 투명태양기술이 미국 에너지 수요의 약 40%를 공급할 잠재력을 가지고 있다고 설명했다. 또 이는 크고 부피가 큰 옥상 태양광 장치와 거의 동일한 전력생산량이라고 부연했다.
런트 교수는 “투명태양전지와 옥상에 설치하는 태양광 장치를 정부 지원을 받아 전 가정에 무료로 배포하면 아마 우리 전력수요의 전부(100%)를 확보할 수 있을 것”이라고 말했다.
연구진은 아직 에너지 전환효율이 5%정도이나 연구개발이 진전되면 15~18%도 가능하다고 전망한다.
런트 교수는 "투명태양전지는 옥상에 설치된 태양광 발전기와 비슷한 수준의 전력 생산 능력을 갖췄다고 보면 된다“며 ”앞으로 모바일 전자기기의 효율성을 높이는 등의 추가기능을 제공할 수 있을 것“이라고 강조했다. 이번 연구성과는 국제학술지 네이처 에너지에 게재됐다.
<더블유에프엠>
1.http://www.fnnews.com/news/201804121411314002
더블유에프엠, 이차전지 시장 확대로 수혜 '주목'
전세계 전기차시장 규모가 2020년 630만대까지 확대 예정인 가운데 전기차 배터리로 사용되넌 이차전지 시장도 빠른 속도로 성장하고 있다.
시장조사기관 B3에 따르면 전기차용 이차전지 시장은 2016년 90억4000만달러 규모에서 오는 2020년에는 182억4000만달러로, 4년 만에 두 배 가까이 성장할 전망이다.이 이차전지 시장을 이끄는 전극 활물질(전지의 정극 반응에 관여하는 물질)은 음극재로 총칭되며 용량 확장을 위한 개발이 치열한데, 이차전지 효율은 높이면서도 안전성은 유지 가능한 SiOx(실리콘산화물계) 음극재 생산 특허기술을 바탕으로 음극재 시장에 진출한 더블유에프엠이 주목받고 있다.
더블유에프엠은 이차전지의 효율을 높여주는 이 체코 테슬러, 중국 CGRC 사 등과 잇달아 납품 계약을 하면서 일본 신예츠 사의 독점적 시장에 강력한 대항마로 떠올랐다.
더블유에프엠, 이차전지 음극재 사업으로 턴어라운드 동력 확보
(턴어라운드-(Turnaround)는 넓은 의미의 기업회생을 의미한다.)
전세계 전기차시장 규모는 올해 400만대를 넘어 2020년에는 630만대까지 확대될 전망이다. 이에 전기차 배터리로 사용되는 이차전지 시장도 빠른 속도로 성장하고 있다. 이차전지는 충전을 통해 재사용이 가능한 전지로, 외부의 전기에너지를 화학 에너지형태로 바꿔 저장해뒀다가 다시 전기를 꺼내 쓰는 장치를 말한다.
시장조사기관 B3에 따르면 전기차용 이차전지 시장은 지난 2016년 90억4000만달러 규모에서 오는 2020년에는 182억4000만달러로, 4년 만에 두 배 가까이 성장할 전망이다. 이차전지 중에서도 가격경쟁력, 경량화, 소형화 측면에서 우수한 리튬이차전지가 각광받고 있는데, 리튬이차전지의 용량을 키우기 위해 전극 활물질(전지의 전극 반응에 관여하는 물질)에 대한 개발이 꾸준히 진행되고 있다. 더블유에프엠(035290)은 SiOx(실리콘산화물계) 음극재 생산 특허기술을 바탕으로 음극재 시장에 진출, 제2의 도약을 준비하고 있다.
더블유에프엠은 지난해까지 교육사업을 주사업으로 영위했던 업체다. 이전 상호는 '에이원앤'으로, 지난해 사모투자회사 코링크프라이빗에쿼티가 경영권을 인수하면서 상호를 변경했다. 사교육시장의 축소와 함께 부진에 시달렸던 더블유에프엠은 코링크프라이빗에쿼티의 인수와 함께 음극재연구 전문기업 아이에프엠과 공동사업협정을 맺고 이차전지 음극재 사업에 뛰어들었다.
SiOx 음극소재, 개발기술·양산능력 모두 갖춰
더블유에프엠의 신사업은 리튬이온전지의 용량을 높여주는 SiOx(실리콘산화물계) 음극활 물질 개발이다. 리튬이온전지는 양극재, 음극재, 분리막, 전해질로 구성돼 있는데, 충전시에는 리튬이온이 양극에서 음극으로 이동한다. 이 때 이동하는 리튬이온을 저장하는 것이 음극활 물질인데, 음극활 물질이 많은 리튬이온을 저장할수록 전지의 용량도 커진다.
보통 리튬이온전지 음극재로 주로 사용되는 인조흑연에 음극활 물질을 2~3% 정도 섞어 전지 용량을 높이는데, 더블유에프엠의 SiOx를 인조흑연에 5~10% 첨가할 경우 전기차의 주행거리는 종전보다 15~25% 늘어난다. 또 전기차 배터리업계의 화두인 배터리 무게도 종전보다 25% 이상 줄일 수 있다. SiOx 음극소재의 경우 현재까지는 일본 신에츠사가 '모바일 디바이스'용으로 공급하면서 독점적 지위를 누려왔다.
더블유에프엠의 경쟁력은 개발 기술과 양산 능력이다. 신에츠사는 고온에서 기화시키는 기상법을 사용하기 때문에 비용이 높아 양산이 제한적인 반면 더블유에프엠은 '액상법(수열합성법)'을 사용해 상온에서 SiOx의 제조가 가능하다. 공정단가를 50% 이상 낮춘 것은 물론 대량 합성이 가능해, 공급대상을 기존 모바일 디바이스에서 전기차 배터리로 확대할 수 있는 것이다. 현재 군산에 공장을 세워 연간 50톤의 SiOx 양산이 가능한 기계 설비를 갖췄고, 오는 5월 가동 시작과 함께 공장 증설도 진행할 예정이다.
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